Educación en ingeniería de control. Método didáctico del aprendizaje basado en proyectos

En las neveras domésticas, el cuerpo humano y hasta en los viajes espaciales se involucran los sistemas de control. Su estudio en la ingeniería de control permite productos con mejor calidad, seguridad, consumo energético, reducción de desechos y polución. Para implementar las soluciones, se requieren diversas tecnologías como la informática y la electrónica, y la abstracción matemática en el modelado, el análisis y el diseño de controladores para sistemas dinámicos. Además de esta interdisciplinariedad, se debe responder a las exigencias del desempeño profesional de los ingenieros, donde es fundamental el desarrollo de proyectos de ingeniería. En los pregrados de ingeniería esto supone, tanto para profesores como estudiantes, grandes retos para la educación en control.

Como respuesta a estos desafíos, el libro expone un método didáctico de aprendizaje basado en proyectos (ABP) resultado de investigaciones desarrolladas en los últimos 25 años en el Grupo de Investigación en Control Industrial de la Universidad del Valle. El método busca facilitar el aprendizaje de los conceptos teóricos mediante el juego, promover el aprendizaje activo y apoyar el desarrollo de capacidades de trabajo en equipo, resolución de problemas, aprendizaje autónomo y competencias comunicativas. El libro presenta los contextos de la educación en control y del ABP, tres implementaciones del método didáctico en ingeniería electrónica y su extensión a cursos en currículos tradicionales e integrados con diseño inverso. También recursos lógicos y físicos de apoyo, accesibles en cualquier momento y lugar. El método se evalúa con desempeños y opiniones de estudiantes, opiniones de profesores y exámenes de estado del ICFES.

CONTENIDO
 

CAPÍTULO 1

EL CONTEXTO DE LA EDUCACIÓN EN CONTROL

La disciplina de los sistemas de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Organización de la formación en sistemas de control  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Pedagogía en la educación en control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Educación centrada en la enseñanza del docente  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

Educación centrada en el aprendizaje del estudiante  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Conclusiones  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39
 

CAPÍTULO 2

APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS PARA LA EDUCACIÓN EN CONTROL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

El aprendizaje basado en proyectos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

El aprendizaje basado en proyectos en el contexto global y nacional  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

El aprendizaje basado en proyectos en la educación en control  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Método didáctico para cursos en currículos tradicionales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Diseño inverso para el aprendizaje basado en proyectos en sistemas de control  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  92
 

CAPÍTULO 3

RECURSOS DIDÁCTICOS LÓGICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Guía del estudiante  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  96

Lúdicas manos a la obra  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Animaciones de las lúdicas  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  104

Herramientas interactivas de análisis  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  114

Libro electrónico interactivo  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  146

Conclusiones  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  151
 

CAPÍTULO 4

RECURSOS DIDÁCTICOS FÍSICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Recursos físicos de acceso local  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Recursos físicos de acceso remoto  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Conclusiones  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  183
 

CAPÍTULO 5

EVALUACIÓN.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 185

Evaluación del método didáctico  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  186

Evaluación de recursos didácticos lógicos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Evaluación de recursos didácticos físicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  215

Resultados en las pruebas Saber Pro  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

Conclusiones  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
 

CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 231

GLOSARIO .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 237

REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239